城市地下管网管理系统数据分析

赵占坤 薛玉倩 刘丽华 王玉凡

摘要：地下管线是城市基础设施的重要组成部分，是城市规划建设管理的重要基础信息。随着城市规模的扩大和现代化程度的不断提高，地下管线也越来越庞大、密集，其种类也越来越复杂，建立城市地下管网信息管理系统，实现地下管线信息的数字化管理工作，也是智慧城市建设的重要一环。文章从数据分类、地形数据来源与分析、地形数据分层、地形数据要求、管线数据要求等方面对地下管网管理系统涉及的数据进行了详细分析。

关键词：地下管线；地下管网；数据；智慧城市

地下管线是城市基础设施的重要组成部分，是城市规划、城市管理建设的重要基础信息。城市地下管线包括给水、污水、燃气、广电、电力、通信管线等几大类，它们担负着输送介质或传送信息等工作，是城市生存和发展的物质基础，是城市的生命线。城市基础设施建设管理工作中最重要的一环就是地下管线的管理。

随着城市规模的不断扩大和城市现代化程度的不断提高，城市地下管线也越来越庞大和密集，管线种类也越来越复杂。在城市规划、建设和管理工作中，如果没有准确、完整的地下管线信息，就无法实现高效办公。为了保障城市建设健康、可持续性发展，不断完善城市功能和服务于民，进一步加强城市地下管线的管理与信息化建设工作迫在眉睫。

1 数据分类

本系统涉及的数据包括基础信息数据和专题信息数据。

1.1 基础信息数据

城市最基本的地理信息就是地形数据，包括各种表示城市的基本面貌和信息定位的载体。例如：测量控制点、道路、建筑物、桥梁、水系、地貌地形、植被等。通过城市管理部门获得本市的城市地形图，经过提取加工获得地形数据。

1.2 管线数据

管线数据是指地下管线和附属设施信息。管线数据通过管线探测工具对现有管线重新探测并一一核对。在管线数据和综合基础信息数据的基础上建立城市地下管网信息管理系统。

2 地形数据来源与分析

目前地形数据有2种流行方式：一个是CAD数据，一个是带属性的GIS数据。

（1） CAD数据是目前存在较多的方式。CAD数据拿到后，先要进行数据分析，为了使线型和符号可以整体导入系统，需要提取线型符号块名，与系统提供的地形要素分类与代码表进行对比，如果系统提供的要素分类与代码表中不能完全包含数据中的线型与符号，首先要对系统的要素分类与代码表和系统符号库进行补充，使之完全包含数据中的线型与符号。之后修改相应配置表。最终用户提供的数据应包含具体要素名称或代码，便于系统匹配风格。对于有外部属性的CAD数据，可以把外部数据的键值（如编号，要求是数字型的）赋予到其厚度（Thickness）值中，这样数据导入系统后，可以把外部属性导入系统。

（2）目前系统可直接导入的GIS数据格式为MIF/MID的数据。同样，MIF/MID数据入库前也要进行数据分析，看数据线型和符号是否都包含在系统提供的要素分类与代码中，如果不完全包含，也要把要素分类与代码表及系统符号库补充完整，修改配置表。最终用户提供的数据应包含具体要素名称或代码，便于系统匹配风格。

需要特别注意的是，如果系统提供的符号和线型不能满足用户数据的需要，则必须先更新系统符号库，在符号库中增加新的符号，同时更新系统地形要素分类与代码表和系统相关配置表。其次，必须保证符号库中新增的符号的编码值要与系统地形要素分类与代码表中的“符号对应码”相一致，并符合新国标的编码要求。

3 地形数据分层

本系统数据库中的各类表，根据具体情况和用户需求，分层存放，有利于数据管理和对数据多途径快速检索与分析。

数据分层的原则为：（l）同层的数据应为相同类型。（2）同层的数据应有紧密的关系。（3）主要层放置使用频率高的数据，次要层放置使用频率低的数据。（4）辅助层放置一些辅助数据，比如辅助说明位置的点、线、面的数据。

对于管线信息，将按污染源情况进行分层。CAD数据图层按国标以下八大类进行命名和区分。

（1）定位基础（DW），要素种类包括测量控制点、数学基础。（2）水系（sx），要素种类包括河流、沟渠、湖泊、水库、海洋要素、其他水系要素、水利及附属设施。（3）居民地及设施（JM），要素种类包括居民地、工矿及其设施、农业及其设施、公共服务及其设施、名胜古迹、宗教设施、科学观测站、其他建筑物及其设施。（4）交通（JT），要素种类包括铁路、城际公路、城市道路、乡村道路、道路构造物及附属设施、水运设施、航道、空运设施、其他交通设施。（5）管线（GX），要素种类包括输电线、通信线，油、气、水输送主管道和城市管线。（6）境界与政区（JJ），要素种类包括国外地区、国家行政区、省级行政区、地级行政区、县级行政区、乡级行政区和其他区域。（7）地貌（DM），要素种类包括等高线、高程注记点、水域等值线、水下注记点、自然地貌、人工地貌。（8）植被与土质（ZB），要素种类包括农林用地、城市绿地、土质。

其他不易归入以上八大类数据的放到其他层。需要增加属性或地图索引的图层单独建层。

4 地形数据要求

从基础数据出发的再加工数据，总的要求是：能够反映宏观地形背景，如：道路中心线、道路、主要建筑物、水系、桥梁、绿地、区域、控制点、等高线等。

（l）图面表示和实体属性应满足相关的规范。全要素组织地形，相邻分幅的数据必须作边界处理，统一分层处理。（2）完整标记地形数据。如“乐凯大街”，应为一个整体不能拆分，并能通过系统查询功能进行查询。（3）必须按照国家标准制作图例符号、使用图例及线型，而且图例和线型不能被打散。（4）面状数据必须封闭为一个整体，如建筑物、水系、绿地、桥梁等。（5）地形数据中的所有信息包括外部参照或型文件，都要可读、可提取。（6）建筑物、道路中心、水系、桥梁等主要地形数据要求单独分层并建库，其中建筑物、道路、水系、桥梁等名称注记要求独立分层。 根据实际情况，地形数据库需要创建的表有：建筑物表、道路表、绿地表和桥梁表等。

5 管线数据要求

城市地下管网信息管理系统的建立，需要配套的管网数据，为了规范管网数据，明确数据生产、更新的流程及操作，需要提前制订系统管线数据标准，以适用于管网数据生产、更新和管网数据库及应用系统的建设。

管网数据要进行分类处理，生成关联的点属性表和线属性表，并提供对应的线注记CAD格式数据。对点属性表和线属性表的编码要保持唯一。

管线数据库包括：点表、管道类线表和电缆类线表等。字段长度不应太长，一般不超过120个字节。对提交的数据按照以下要求进行数据集成：（l）数据库中表命名规则：表名以管网性质为基础，按数据类型增加前缀。例如：线属性表增加前缀“LINE”，点属性表增加前缀“POINT”。（2）表的种类包括：点线表、线属性注记文件、管沟点线表、井边框点线表和图幅信息表。（3）线属性注记文件钟需要包括各专业管网注记。

6 结语

本系统的设计与开发，以海量数据为基础，数据处理纷杂、繁琐，最终建立城市地下管网信息管理系统，实现地下管网信息的数字化管理，加强了智慧城市中地下管线的信息化建设，为建设智慧城市奠定了坚实的基础。